Вопросы представления информации в ЭВМ любого типа и класса включают два основных аспекта: используемая базовая система счисления (с.с.) и собственно представление числовой и алфавитно-цифровой информации.
Исходя из современных микроэлектронных технологий и неймановского принципа адресации к памяти показано, что цифровые элементы на основе двоичной с.с. оптимальны для обеспечения максимальной производительности ЭВМ. Поэтому наиболее распространенными с.с. являются системы с 2 к -основанием (к=1, 2, 4), это же относится и к разрядности ЭВМ, кратной двум.
Для оценки количества информации и упорядочения процесса ее обработки используются структурные единицы информации. За единицу информации принимается один бит. Бит определяет количество информации, посредством которой выделяется одно из двух альтернативных состояний. В одном бите с помощью цифр 0 и 1 может быть представлен один двоичный разряд числа или одна логическая переменная, принимающая соответственно значения ложь или истина. Последовательность битов, имеющая определенный смысл, называется полем.
Рис. 4.1. Структурные единицы информации
Поле длиной 8 бит называется байтом. Байт, как правило, является минимальной (неделимой) единицей информации, с которой оперирует ЭВМ. Все остальные единицы информации являются его производными (рис. 4.1).
Вычислительная машина оперирует с двумя видами информации: управляющей информацией и числовыми данными. Управляющая информация (программа работы машины) состоит из последовательности команд ЭВМ, с помощью которых производится обработка числовых данных.
Основной структурной единицей информации, обрабатываемой ЭВМ, является машинное слово. В современных ЭВМ длина машинного слова обычно составляет от 2 до 4 байт. Как правило, в одном машинном слове может быть представлено либо одно число, либо одна команда. Однако допускаются переменные форматы представления числовой и управляющей информации.
| Байт 0 | Байт 1 | Байт 2 | Байт 3 | Байт 4 | Байт 5 | Байт 6 | Байт 7 |
| Полуслово | Полуслово | Полуслово | Полуслово | ||||
| Слово | Слово | ||||||
| Двойное слово |
Рис. 4.2. Форматы единиц информации, обрабатываемых в ЭВМ
Для обеспечения требуемой точности вычислений и экономии памяти большинство ЭВМ могут оперировать также с двойным словом, с полусловом или с одним байтом информации (рис. 4.2).
Последовательность полей, байтов или слов, имеющих одинаковый смысл, образуют массив. Группа массивов может объединяться в сегмент. Количество информации в больших массивах оценивается с помощью производных единиц, кратных количеству байтов в степени числа два (1К байт=1024 байт=210 байт; 1М байт= 1048576 байт = =220 байт).
Для представления числовых данных в ЭВМ используются естественная и нормальная формы записи чисел.
Примером записи в естественной форме может служить число 123, 456. В этом случае машинное слово делится на два фиксированных поля. Первое поле отводится для записи целой части, второе — для записи дробной части числа. Нулевой разряд предназначается для знака числа. В вычислительной технике принято отделять целую часть числа от дробной точкой. Так как в этом случае положение точки между целой и дробной частью четко определено, то такое представление чисел называют представлением с фиксированной точкой.
